一种电芯成型设备及电芯成型方法技术

本发明专利技术公开了一种电芯成型设备及电芯成型方法，电芯成型设备包括卷绕单元，卷绕单元包括第一卷针、第二卷针、第一卷针座、第二卷针座及开针器，第一卷针和第二卷针相对设置，开针器驱动第一卷针和第二卷针同时做相向或相背运动，开针器分别与第一活动座和第二活动座相配合或脱开配合。该电芯成型设备卷绕时第一卷针和第二卷针的外侧周面位于同一椭圆周上，使卷绕过程中角速度与线速度的变化逐渐接近，角速度变化平缓，从而使卷绕时张力波动变小；且退针时，第一卷针和第二卷针均可相互靠近使裸电芯内周空间松驰，同时可防止隔膜或极片在退针时的抽动，以降低电芯成型过程中的张力不均匀。

An electric core forming equipment and the forming method of the electric core

The invention discloses an electric core molding equipment and core molding method, molding equipment including electric core winding unit, winding unit includes a first volume of second volume of needle, needle, needle, first volume of second volume needle and the needle, the first volume and the second volume set of relative needle needle needle drive, open the first volume the needle and the second volume needle and forward or backward motion, open the needle are respectively matched with the first movable seat and the movable seat or disengaged with second. The electric core winding molding equipment first needle and the outer peripheral surface of the needle second is located on the same ellipse, the change of angular velocity and linear velocity in the winding process gradually approaching, the angular velocity changes smoothly, so that the smaller winding tension fluctuation; and the needle, needle needle first volume and the second volume can be close to the bare cell within weeks slack space, also can prevent the diaphragm or pole piece in the flash of tic, in order to reduce the electric core in the process of forming uneven tension.

【技术实现步骤摘要】
一种电芯成型设备及电芯成型方法
本专利技术涉及电池生产制造
，具体涉及一种电芯成型设备及电芯成型方法。
技术介绍
现有的电池制造领域内，如锂电池、聚合物及动力电池制造卷绕工艺中，电池的电芯包括隔膜和极片，通常是采用菱形卷针将极片与隔膜卷绕成菱形电芯。如附图1示出了目前所普遍采用的电芯加工装置，其中卷针为菱形结构，其具有第一外针1’、第一内针2’、第二外针3’、第二内针4’，第一内针2’与第二内针4’相向运动时将隔膜与极片的端部夹紧，第一外针1’与第二外针3’相互远离而形成菱形结构，该菱形卷针旋转而卷绕形成菱形的电芯5’。在电芯5’卷绕完成后，由下料机械手6’实现卷针自动下料与自动传送，并从卷针上自动卸料卷绕完成菱形裸电芯，在裸电芯组件运输过程中完成对裸电芯的预压成方形裸电芯，然后由下料机械手将方形裸电芯组件转移到设备外部拉带上，不良裸电芯自动卸料到不良品裸电芯收集处。在上述电芯加工的过程中，卷绕步骤时需要采用电子凸轮控制技术，控制卷绕角速度变化使其达到恒线速度。然而，在卷绕的过程中因张力变化和动力滞后产生的凸轮曲线差异，影响了卷绕时卷针的角速度变化的差异和精度，在卷针转动实现卷绕过程中，极片及隔膜的张力不均匀，影响电芯的质量和产能。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中的问题提供一种新型的电芯成型设备。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种电芯成型设备，包括卷绕单元，所述卷绕单元包括能够同步旋转的第一卷针、第二卷针、第一卷针座和第二卷针座，所述第一卷针座包括第一底座和能够滑动地设置在所述第一底座上的第一活动座，所述第二卷针座包括第二底座和能够滑动地设置在所述第二底座上的第二活动座，所述第一卷针固定设置在所述第一活动座上，所述第二卷针固定设置在所述第二活动座上，所述第一卷针和所述第二卷针相对设置，所述卷绕单元还包括用于驱动所述第一卷针和所述第二卷针同时做相向或相背运动的开针器，所述开针器能够分别与所述第一活动座和所述第二活动座相配合或脱开配合，所述卷绕单元具有第一工作状态与第二工作状态，当所述卷绕单元处于第一工作状态时，所述开针器分别与所述第一活动座和所述第二活动座相配合，从而驱使所述第一活动座和所述第二活动座相互远离，使所述第一卷针和所述第二卷针相远离，所述第一卷针的外侧周面与所述第二卷针的外侧周面位于同一椭圆周上；当所述卷绕单元处于第二工作状态时，所述开针器与所述第一活动座和所述第二活动座之间的配合脱开，所述第一卷针和所述第二卷针在所述第一活动座和所述第二活动座的带动下相互靠近。优选地，所述卷绕单元还包括用于驱使所述第一卷针和所述第二卷针绕转轴同步旋转的驱动装置，所述驱动装置包括电机和固定设置在所述电机活动端的轴套，所述轴套的中心轴线与所述转轴的中心轴线沿同一直线方向延伸，所述第一卷针座和所述第二卷针座均能够沿所述轴套的中心轴线延伸方向滑动地设置在所述轴套中。进一步地，所述开针器能够沿所述轴套的中心轴线的延伸方向滑动地设置在所述轴套中，所述开针器包括相连接的配合部和操作部，所述配合部能够分别与所述第一活动座和所述第二活动座相配合或脱开配合，所述操作部伸出到所述轴套及所述电机的外部。更进一步地，所述第一活动座和所述第二活动座对称设置在所述配合部的相对两侧。进一步地，所述轴套中设有沿所述轴套的中心轴线方向延伸的第一滑轨和第二滑轨，所述卷绕单元还包括能够沿所述第一滑轨的长度延伸方向滑动地设置在所述第一滑轨上的第一滑块、能够沿所述第二滑轨的长度延伸方向滑动地设置在所述第二滑轨上的第二滑块，所述第一底座固定设置在所述第一滑块上，所述第二底座固定设置在所述第二滑块上。进一步地，所述卷绕单元还包括固定设置在所述第一底座上的第一拔针器和固定设置在所述第二底座上的第二拔针器。优选地，所述卷绕单元还包括当所述开针器与所述第一活动座和所述第二活动座脱开配合后用于驱使所述第一活动座和所述第二活动座做相互靠近的运动的第一弹性件和第二弹性件。优选地，所述电芯成型设备还包括用于夹持并搬运退针后的裸电芯的下料机械手。优选地，所述电芯成型设备还包括用于对退针后的裸电芯进行整形的预成型装置。本专利技术还提供一种电芯成型方法，采用如上述任一项所述的电芯成型设备加工，所述成型方法为：（1）电芯卷绕，所述电芯卷绕时，所述卷绕单元处于第一工作状态，所述第一卷针和所述第二卷针绕转轴同步旋转直至卷绕成椭圆形的裸电芯；（2）操作所述开针器使所述卷绕单元处于第二工作状态，然后使所述第一卷针和所述第二卷针沿所述转轴的中心轴线延伸方向移动，实现所述第一卷针和所述第二卷针从椭圆形的裸电芯上退针；（3）将退针后的椭圆形的裸电芯搬运到预成型工位；（4）对椭圆形的裸电芯整形以形成方形的裸电芯。由于上述技术方案的运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：本专利技术的电芯成型设备结构简单，在电芯卷绕过程中，第一卷针和第二卷针的外侧周面位于同一椭圆周上，这使得电芯卷绕过程中角速度与线速度的变化逐渐接近，有利于实现第一卷针和第二卷针的高速旋转，同时由于角速度变化平缓，使得卷绕时张力波动变小，极大的提高了生产的能力和稳定性；且电芯卷绕完成后退针前，第一卷针和第二卷针均可相互靠近，从而使裸电芯内周空间松驰，从而方便退针，同时可防止隔膜或极片在退针时的抽动，以降低电芯成型过程中隔膜或极片的张力不均匀。附图说明附图1为现有技术中电芯成型设备的结构示意图；附图2为本专利技术的电芯成型设备的结构示意图；附图3为本专利技术的电芯成型设备的主视图；附图4为附图3中沿A-A线的剖视图。其中：1、第一卷针；2、第二卷针；3、第一卷针座；31、第一底座；32、第一活动座；41、第二底座；42、第二活动座；51、电机；52、轴套；53、轴承；6、开针器；61、配合部；62、推动部；7、转轴；81、第一拔针器；82、第二拔针器；83、第一滑轨；84、第二滑轨。具体实施方式下面结合附图来对本专利技术的技术方案作进一步的阐述。如图2~4所示，本专利技术的电芯成型设备包括卷绕单元，卷绕单元包括第一卷针1、第二卷针2、第一卷针座3和第二卷针座4。第一卷针1和第二卷针2相对设置，二者能够绕同一转轴7同步旋转。第一卷针座3包括第一底座31和能够滑动地设置在第一底座31上的第一活动座32，第二卷针座4包括第二底座41和能够滑动地设置在第二底座41上的第二活动座42。第一活动座32相对第一底座31的滑动方向、第二活动座42相对第二底座42的滑动方向与转轴7的延伸方向相垂直，第一卷针1固定设置在第一活动座32上，第二卷针2固定设置在第二活动座42上，这样，第一活动座32相对第一底座31的滑动、第二活动座42相对第二底座42的滑动时可实现第一卷针1和第二卷针2相互靠近或相互远离。该卷绕单元还包括用于驱动第一卷针1和第二卷针2绕同一转轴7同步旋转的驱动装置。驱动装置包括电机51和轴套52，电机包括电机轴，轴套52的一端部固定设置在电机轴上，另一端部固定设置在轴承53上，轴套52的中心轴线的与转轴7的中心轴线沿同一直线方向延伸，第一卷针座3和第二卷针座4均部分设置在轴套52中，当电机51驱动轴套52转动时，带动第一卷针座3和第二卷针座4同步转动，进而实现第一卷针1和第二卷针2同步旋转。本实施例中，电机51采用中空伺服电机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电芯成型设备，包括卷绕单元，其特征在于：所述卷绕单元包括能够同步旋转的第一卷针、第二卷针、第一卷针座和第二卷针座，所述第一卷针座包括第一底座和能够滑动地设置在所述第一底座上的第一活动座，所述第二卷针座包括第二底座和能够滑动地设置在所述第二底座上的第二活动座，所述第一卷针固定设置在所述第一活动座上，所述第二卷针固定设置在所述第二活动座上，所述第一卷针和所述第二卷针相对设置，所述卷绕单元还包括用于驱动所述第一卷针和所述第二卷针同时做相向或相背运动的开针器，所述开针器能够分别与所述第一活动座和所述第二活动座相配合或脱开配合，所述卷绕单元具有第一工作状态与第二工作状态，当所述卷绕单元处于第一工作状态时，所述开针器分别与所述第一活动座和所述第二活动座相配合，从而驱使所述第一活动座和所述第二活动座相互远离，使所述第一卷针和所述第二卷针相远离，所述第一卷针的外侧周面与所述第二卷针的外侧周面位于同一椭圆周上；当所述卷绕单元处于第二工作状态时，所述开针器与所述第一活动座和所述第二活动座之间的配合脱开，所述第一卷针和所述第二卷针在所述第一活动座和所述第二活动座的带动下相互靠近。

【技术特征摘要】
1.一种电芯成型设备，包括卷绕单元，其特征在于：所述卷绕单元包括能够同步旋转的第一卷针、第二卷针、第一卷针座和第二卷针座，所述第一卷针座包括第一底座和能够滑动地设置在所述第一底座上的第一活动座，所述第二卷针座包括第二底座和能够滑动地设置在所述第二底座上的第二活动座，所述第一卷针固定设置在所述第一活动座上，所述第二卷针固定设置在所述第二活动座上，所述第一卷针和所述第二卷针相对设置，所述卷绕单元还包括用于驱动所述第一卷针和所述第二卷针同时做相向或相背运动的开针器，所述开针器能够分别与所述第一活动座和所述第二活动座相配合或脱开配合，所述卷绕单元具有第一工作状态与第二工作状态，当所述卷绕单元处于第一工作状态时，所述开针器分别与所述第一活动座和所述第二活动座相配合，从而驱使所述第一活动座和所述第二活动座相互远离，使所述第一卷针和所述第二卷针相远离，所述第一卷针的外侧周面与所述第二卷针的外侧周面位于同一椭圆周上；当所述卷绕单元处于第二工作状态时，所述开针器与所述第一活动座和所述第二活动座之间的配合脱开，所述第一卷针和所述第二卷针在所述第一活动座和所述第二活动座的带动下相互靠近。2.根据权利要求1所述的电芯成型设备，其特征在于：所述卷绕单元还包括用于驱使所述第一卷针和所述第二卷针绕转轴同步旋转的驱动装置，所述驱动装置包括电机和固定设置在所述电机活动端的轴套，所述轴套的中心轴线与所述转轴的中心轴线沿同一直线方向延伸，所述第一卷针座和所述第二卷针座均能够沿所述轴套的中心轴线延伸方向滑动地设置在所述轴套中。3.根据权利要求2所述的电芯成型设备，其特征在于：所述开针器能够沿所述轴套的中心轴线的延伸方向滑动地设置在所述轴套中，所述开针器包括相连接的配合部和操作部，所述配合部能够分别与所述第一活动座和所述第二活动座相配合或脱开配合，所述操作部伸出到所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨春明，陆泷泷，张坚，
申请(专利权)人：苏州迈展自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32